本發(fā)明涉及地下水資源的流量能效伴生管理和電控制領域，具體涉及一種流量伴生協(xié)管電能表及其使用方法。

背景技術：

水是生命之源，也是社會生活之根基。中國屬于水資源短缺國家，在經(jīng)濟快速增長的過程中，用水需求不斷上漲，水資源短缺帶來的生態(tài)危機和環(huán)境問題日漸凸顯。在華北和西北的干旱和半干旱地區(qū)，隨著地下水的過度開采，地下水位持續(xù)急劇下降，由此造成了一些地方出現(xiàn)荒漠化、鹽堿化、地面沉降、地下漏洞等生態(tài)環(huán)境惡化問題，嚴重威脅著社會生產(chǎn)、生活安全，以及可持續(xù)發(fā)展。

為了保護地下水資源，落實國家嚴格的水資源管理制度，確保地下水資源被合理、有序、高效的開發(fā)利用，必須對地下水的使用進行嚴格監(jiān)管。在現(xiàn)有地下水監(jiān)管技術中，都僅采用水表或流量計作為水量計量工具，該技術難以實現(xiàn)遠距離信號傳輸，并且難以實現(xiàn)對水量的實時自動管理；而目前電能的統(tǒng)計和控制技術已較為成熟，因此，如果能夠以電信號傳送流量信息，并以電能控制監(jiān)管流量，實現(xiàn)對地下水資源的實時監(jiān)控和管理，具有巨大的社會效益。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種能夠?qū)Φ叵滤Y源實時監(jiān)控和管理的流量伴生協(xié)管電能表及其工作過程。

為解決上述問題，本發(fā)明所述的一種流量伴生協(xié)管電能表，包括流量數(shù)據(jù)中心和電能表，所述流量數(shù)據(jù)中心包括：

—流量計量單元，用于收集流量數(shù)據(jù)和接收反饋信息，其雙向通信連接于

—RS485通訊，用于對數(shù)據(jù)信號進行轉(zhuǎn)換和輸出，其雙向通信連接于

—電力載波芯片，用于存儲并傳輸電信號，并雙向通信連接于

—電力載波通訊，用于電信號傳輸，其雙向通信連接于

所述電能表，包括：

—MCU處理器，內(nèi)置流量建模程序，用于實時收集電能數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)，并進行自動跟蹤、記錄、識別、分析、校正并反饋電能—流量能效轉(zhuǎn)換關系特征組合及能效關系衰減、靜水位、動水位變化影響，同時構造、生成、儲存并更新電能—流量能效關系模型，其與下列模塊或元件雙向連接：

—電能計量單元，通過輸入接口與電流采樣、電壓采樣電連接，用于電能數(shù)據(jù)的采集，同時通過數(shù)據(jù)輸出接口與所述MCU處理器電連接；

—電力載波通訊、RS485通訊、GPRS/CDMA通訊，用于電信號的傳輸；

—流量統(tǒng)計單元，用于完成流量的伴生和統(tǒng)計管理；

—內(nèi)置存儲器，用于存儲電能、流量數(shù)據(jù)和已構造生成的電能—流量能效關系模型；

—RF卡讀寫單元，將數(shù)據(jù)寫錄存入RF卡進行傳輸，或讀取RF卡中所存儲的數(shù)據(jù)；

—控制模塊，實現(xiàn)水泵及管道自動通斷控制功能。

進一步，所述MCU處理器通過GPRS/CDMA通訊與流量、電能數(shù)據(jù)中心雙向通訊連接。

進一步，所述控制模塊可選擇電磁閥、電動閥和水泵電源自動開關中的一種。

進一步，所述電能表還包括液晶顯示屏和內(nèi)置實時時鐘，所述液晶顯示屏和內(nèi)置實時時鐘均與所述MCU處理器電連接，且所述內(nèi)置實時時鐘上連接獨立電池。

進一步，所述液晶顯示屏用來顯示流量及各種管理信息。

進一步，所述流量計量單元至少有兩個，流量伴生協(xié)管電能表對多個流量計單元的集抄和流量統(tǒng)計、管理功能，實現(xiàn)協(xié)管。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：

（1）采用RS485通訊、電力載波通訊和電力載波通訊實現(xiàn)了流量數(shù)據(jù)信號向電信號的轉(zhuǎn)換和傳輸，并且通過GPRS/CDMA通訊與電能表雙向連接，實現(xiàn)了水、點同臺共管和遠程資源共享，確?；鶞蕝?shù)糾錯校驗的及時、可靠；

（2）本發(fā)明通過在電能表MCU處理器中內(nèi)置流量建模程序，實現(xiàn)了對所接收到的流量、電能數(shù)據(jù)進行實時建模，生成電能—流量能效關系模型，同時，自動跟蹤、記錄、識別、分析、校正并反饋電能—流量能效轉(zhuǎn)換關系特征組合及能效關系衰減、靜水位、動水位變化影響，同時構造、生成、儲存并更新電能—流量能效關系模型，實現(xiàn)了對地下水的實時監(jiān)控；

（3）本發(fā)明可根據(jù)流量建模系統(tǒng)已儲存更新的電能—流量能效關系模型，自動生成流量，因此當流量計或者電力載波通訊出現(xiàn)故障且流量伴生協(xié)管電能表無法檢測、接收到流量信號數(shù)據(jù)時，設備將自動脫機并按最新構造、生成且已儲存、更新的電能—流量能效關系模型轉(zhuǎn)換伴生流量，不影響正常的水量、電能計量；當故障排除后，系統(tǒng)自動無縫跟蹤對接、校正并退出脫機狀態(tài)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一所述的一種流量伴生協(xié)管電能表的原理框圖；

圖2為本發(fā)明實施例二所述的一種流量伴生協(xié)管電能表具體應用的原理框圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1：

如圖1所示的一種流量伴生協(xié)管電能表，包括流量數(shù)據(jù)中心和電能表，其中，流量數(shù)據(jù)中心包括：收集流量數(shù)據(jù)和接收反饋信息的流量計量單元，用于對數(shù)據(jù)信號進行轉(zhuǎn)換和輸出的RS485通訊，存儲并傳輸電信號的電力載波芯片，和用于傳輸電信號的電力載波通訊；電能表包括MCU處理器，內(nèi)置流量建模程序，用于實時收集電能數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)，并進行自動跟蹤、記錄、識別、分析、校正并反饋電能—流量能效轉(zhuǎn)換關系特征組合及能效關系衰減、靜水位、動水位變化影響，同時構造、生成、儲存并更新電能—流量能效關系模型，其與收集電能信號的電能計量單元電連接，與用于電信號傳輸?shù)碾娏d波通訊、RS485通訊、GPRS/CDMA通訊連接，并與用于完成流量的伴生和統(tǒng)計管理的流量統(tǒng)計單元，用于存儲電能、流量數(shù)據(jù)和已構造生成的電能—流量能效關系模型的內(nèi)置存儲器，用于寫錄和讀取RF卡的RF卡讀寫單元，以及用于實現(xiàn)水泵及管道自動通斷控制功能的控制模塊雙向連接；MCU處理器通過GPRS/CDMA通訊與流量、電能數(shù)據(jù)中心雙向通訊連接，控制模塊可選擇電磁閥、電動閥和水泵電源自動開關中的一種，電能表還包括液晶顯示屏和內(nèi)置實時時鐘，液晶顯示屏和內(nèi)置實時時鐘均與MCU處理器電連接，且內(nèi)置實時時鐘上連接獨立電池。

如圖2所示，一種流量伴生協(xié)管電能表的工作原理如下：流量伴生協(xié)管電能表與取水機電井供電電源變壓器輸出端電連接，接入線路后，取水方需要分別到電力和水資源管理機構辦理電費和水資源費、水費的繳款手續(xù)，繳款成功后，取水方得到具有一定數(shù)量的用電、取水權限；上述繳款過程可以有兩種途徑實現(xiàn)：（1）網(wǎng)絡平臺繳費，繳費成果由水、電管理系統(tǒng)通過GPRS/CDMA遠程派發(fā)至流量伴生協(xié)管電能表；（2）IC卡繳費，繳費成果由水、電管理系統(tǒng)分別通過讀寫設備寫入到IC卡，將插入IC卡插入至流量伴生協(xié)管電能表即可取得用電、取水權限（需要說明的是，IC卡具有一卡雙用、獨立結(jié)算功能，可同時實現(xiàn)水、電費繳存款，水、電任何一方欠費，都無法實現(xiàn)正常的用電、取水）；正常取水過程中，安裝在機電井取水管道上的流量計量單元信號輸送到機電井供電線路，并實時傳送至流量伴生協(xié)管電能表，流量伴生協(xié)管電能表MCU處理器中的內(nèi)置流量建模程序?qū)⒆詣渔i定所接收數(shù)據(jù)，并進行自動跟蹤、記錄、識別、分析、校正并反饋電能—流量能效轉(zhuǎn)換關系特征組合及能效關系衰減、靜水位、動水位變化影響，然后構造、生成、儲存并更新電能—流量能效關系模型，最后通過流量統(tǒng)計單元完成對流量的伴生和統(tǒng)計管理；MCU處理器在完成對數(shù)據(jù)的跟蹤、識別、校正等處理后，將自動分配地址將數(shù)據(jù)、建模信息及處理結(jié)果存儲于內(nèi)置存儲器，并將流量信息及管理信息顯示于液晶顯示屏上；當流量計或者電力載波通訊出現(xiàn)故障且流量伴生協(xié)管電能表無法檢測、接收到流量信號數(shù)據(jù)時，設備自動脫機并按最新構造、生成且已儲存、更新的電能—流量能效關系模型轉(zhuǎn)換伴生流量，不影響正常的水量、電能計量，故障排除后，系統(tǒng)自動無縫跟蹤對接、校正，脫機狀態(tài)退出；與此同時，流量伴生協(xié)管電能表MCU處理器通過GPRS/CDMA與水、電數(shù)據(jù)中心保持雙向通訊連接，在建模系統(tǒng)根據(jù)實時接收到的流量、電能特征組合信號數(shù)據(jù)自動構造、生成、儲存并更新電能—流量能效關系模型時，數(shù)據(jù)中心可實時對流量伴生協(xié)管電能表MCU處理器授予數(shù)據(jù)共享，自動糾正能效關系模型基準參數(shù)。

最后應說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。